计数器 省赛获奖

计数器的功能和分类1.计数器的功能

记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产生节拍脉冲及进行数字运算等等。2.计数器的分类同步计数器和异步计数器。加法计数器、减法计数器和可逆计数器。有时也用计数器的计数容量(或称模数)来区分各种不同的计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二－十进制计数器等等。N进制计数器：逢N进1。即经过N个脉冲后又回到原状态计数器

1异步计数器

在异步计数器中，有的触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不一，故被称为“

异步计数器

”。组成异步计数器的触发器必须接成计数式触发器0000三位二进制异步加法计数器计数脉冲J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDCPQ0Q1Q2001000010011100101110111000123456781011下降沿00101010101.异步二进制计数器状态表10101010001010110

1110001000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678CPQ0Q1Q200100001001110010111011100012345678一位八进制计数器或三位二进制计数器加法计数器Q0输出为二分频Q1输出为四分频Q2输出为八分频思考用D触发器构成三位二进制加法计数器。Q0D0Q0CP计数脉冲三位二进制异步加法计数器Q1D1Q1Q2D2Q2Q0Q1Q2功能同前10101010001010110

1110001000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678请自行分析三位二进制异步减法计数器的工作过程。优点：电路简单、可靠缺点：速度慢异步计数器特点：101010101111001011000010000计数脉冲Q2Q1Q0

012345678J0Q0Q0K0CPJ1Q1Q1K1J2Q2Q2K2Q2Q1Q0RDQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CPJ2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

1)写出控制端的逻辑表达式2.非二进制异步计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP2)再列写状态转换表，分析其状态转换过程：CPQ2Q1Q0对应十进制数201021001130113410045000500000J2=Q1Q0，K2

＝1

J1=K1

＝1

J0=Q2

，K0

＝1

Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CP

如前所述，电路为异步五进制加法计数器。3)根据状态表分析电路功能CPQ2Q1Q0对应十进制数201021001130113410045000500000

在同步计数器中，各个触发器都受同一时钟脉冲→输入计数脉冲的控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的，故被称为“同步计数器”。2同步计数器三位二进制同步加法计数器计数脉冲CPQ2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0Q2Q0Q11.同步二进制计数器分析步骤：1）列写各控制端的逻辑表达式：J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1Q0：来一个CP，它就翻转一次；Q1：当Q0＝1时，它可翻转一次；Q2：只有当Q1Q0＝11时，它才能翻转一次。20102100113011341004510156110671117800002）根据逻辑式及触发器的前一个状态确定其后一个状态，列写状态表，分析其状态转换过程CPQ2Q1Q0对应十进制数00000J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1状态表列一个循环列一个循环CPQ0Q1Q23）还可以用波形图显示状态转换表4）根据状态表或波形图分析电路功能？加法还是减法；几进制？三位二进制加法计数器或一位八进制加法计数器同步计数器的特点:优点：速度快。缺点：脉冲源需功率大。思考

试设计一个四位二进制同步加法计数器电路，并检验其正确性。提示四位二进制同步加法计数器状态表CPQ3Q2Q1Q0十进制数00000010001120010230011340100450101560110670111781000891001910101010111011111211001213110113141110141511111516000016J2=K2=Q1Q0J1=K1=Q0J0=K0=1J3=K3=Q2Q1Q0归纳2.计数器的结构和特点：异步计数器：同步计数器：各触发器的翻转时间受不同的信号控制，不同步结构简单，速度慢各触发器的翻转时间受同一计数脉冲控制，需翻转时在同一个脉冲的有效沿同步翻转速度快3.计数器的分析：异步计数器：波形图—状态表—功能同步计数器：逻辑式—状态表—功能1.计数器的概念：功能：分类：2.同步十进制计数器Q2Q2J2K2Q1Q1J1K1Q0Q0J0K0计数脉冲CPQ3Q3J3K3列写控制端的逻辑表达式：J2=K2=Q1Q0J0=K0=1J3=Q2Q1Q0K3=Q0J1=Q0Q3K1=Q0列出十进制加法计数器状态表CPQ3Q2Q1Q0十进制数0000001000112001023001134010045010